JP4189619B2 - 切刃チップ及び切刃チップの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、多結晶ダイヤモンド(PCD)焼結体や立方晶窒化硼素(CBN)焼結体等の高硬度層を有した素材から切り出して、好適には植刃チップとして木工機械用のフライス本体に取り付けることが出来る切刃チップとその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、多結晶ダイヤモンド(PCD)や立方晶窒化硼素(CBN)等の高硬度層を刃先材料とする切削工具は、図5に示すように、高硬度層101(以下刃先体という)が超硬合金などの硬質基体102の片面全面に一体焼結され、平板状の焼結チップ素材(以下ブランクと称する)から必要な寸法形状の切刃チップに、図6,図7の工程を経て切り出し、高硬度層側がすくい面又は逃げ面となるようにして図8に示す丸鋸の刃体103のチップ座103aに接合して後、仕上げ研摩により刃先を鋭利にするのが一般的である。
【0003】
硬質基体102に比して刃先体101は非常に高価であるため、刃先体101の高硬度層部分を無駄に削除することなく刃先付近にのみ存在するような状態にブランクから直方体を切り出し(図6)、次に切刃面を形成するため該直方体を斜めの切断線101bで分割する(図6)。続いて該分割体の刃先体101の焼結されていない硬質基体102の他端の突起部分102iを必要により削除して図7に示す断面台形状の切刃チップ104を製作している。
【0004】
この切刃チップ104は、例えば図8に示すように丸鋸の本体外周部の刃体103に接合して使用される。
その他に切刃チップ104はブランクから切り出した後、追加工として超硬合金などの硬質基体102に図9に示す如く孔104aを穿孔したり、或いは図10に示す如く凹条104bを削成し、植刃チップとして木工機械用のフライス本体に取り付けることも一般的に知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術で述べた切刃チップ104の孔104a或いは凹条104bは木工機械用のフライス本体に固着する際の基準として、また脱落及び飛び出し防止として用いられるものであり、切り出された切刃チップ104に追加工を施さなければならないという問題を有していた。
本発明は従来技術の有するこのような問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、切刃チップを植刃チップとして木工機械用のフライス本体に固着する際の基準となる、また脱落及び飛び出し防止を可能とする凹凸部を有し、追加工することなく使用できる切刃チップ及びその製造方法を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1に記載され本発明の切刃チップは、少なくとも一層の高硬度層を有する素材を放電ワイヤカットにて前記高硬度層と一定角度を以て横切る方向に切断して形成した切刃チップの前記高硬度層と切断面とによる少なくとも一個所の稜線に切刃を形成するとともに、おもて面と裏面に飛び出し防止を可能とする方向に設けられた凹条と凸条とが対として形成されるものである。
上述の切刃チップによれば、切刃チップ自体のおもて面と裏面に凹条と凸条とを有しているので、直ちに植刃チップとして木工機械用のフライス本体に係合させ取り付けることが出来る。即ち素材から切り出し後、フライス本体への取り付け用に切刃チップへ追加工を施す必要がない。
対として形成されたとは、切刃チップのおもて面と裏面において例えば下面から同一寸法の位置に同一形状をなす凹条と凸条とが形成されたことをいう。
【0007】
また請求項2に記載された本発明の切刃チップの製造方法は、少なくとも一層の高硬度層を有する素材を順次放電ワイヤカットにて前記高硬度層と一定角度を以て横切る方向に切断して切刃チップを複数枚連続して切り出すときに、前記切刃チップの前記高硬度層と切断面とによる少なくとも一個所の稜線に切刃を形成するとともに、切断面で分けられた相隣れる切刃チップの対向するおもて面と裏面とに飛び出し防止を可能とする方向に凹条と凸条とを対として同時に形成したものである。
【0008】
上述の製造方法によれば切刃チップのおもて面と裏面の同じ関係位置にある対となる凹条と凸条を組み合わせ係合させた状態で連続して複数枚製造される。そのため素材を無駄にすることなく、切刃部を飛び出し防止用の凹条凸条が同時に形成され更に切刃チップの裏面とおもて面とを同時に切断加工できるので経済的でかつ切刃チップの製造工程を減少して効率的に切刃チップを製造することが出来る。
【0009】
また請求項3に記載された本発明の切刃チップの製造方法は、少なくとも一層の高硬度層を有する素材を順次放電ワイヤカットにて前記高硬度層と一定角度を以て横切る方向に切断して切刃チップを複数枚連続して切り出すときに、先ず切刃チップの裏面となる側に前記高硬度層を含む部分にチップブレーカとなる段差を形成して前記高硬度層と前記チップブレーカの切断面とによる稜線に切刃を形成し、次いで形成された段差の素材内部端を経過して切刃チップの裏面となる側を放電ワイヤカットにて切断して分けられた相隣れる切刃チップの対向するおもて面との間に飛び出し防止を可能とする方向に凸条と凹条とを対として同時に形成するものである。
上述の製造方法によればチップブレーカを有する切刃チップが素材を放電ワイヤカットするのみで形成されるため、製造設備が少なくてよく、製造が容易である。
【0010】
また請求項4に記載の本発明の切刃チップの製造方法は、少なくとも一層の高硬度層を有する素材を順次放電ワイヤカットにて前記高硬度層と一定角度を以て横切る方向に切断して切刃チップを複数枚連続して切り出すときに、先ず切刃チップの裏面となる側を放電ワイヤカットにて切断して分けられた相隣れる切刃チップの対向するおもて面との間に飛び出し防止を可能とする方向に凸条と凹条とを対として同時に形成し、次いで切刃チップの裏面となる側に前記高硬度層を含む部分にチップブレーカとなる段差を形成し前記高硬度層と前記チップブレーカの切断面とによる稜線に切刃を形成するものである。
上述の製造方法によれば、先ず切刃チップを切り出して素材端面にチップブレーカの段差を設けるため、チップブレーカの段差加工時に相隣れる切刃チップのおもて面を損傷することがない。
【0011】
また請求項5に記載された本発明の切刃チップの製造方法は、少なくとも一層の高硬度層を有する素材を順次放電ワイヤカットにて前記高硬度層と一定角度を以て横切る方向に切断して切刃チップを複数枚連続して切り出すときに、先ず切刃チップでチップブレーカの段差となる部分の切断のみを素材の前記高硬度層側に所定間隔にて行い、次いで前記段差切断の素材内部端を経過して切刃チップの裏面及びおもて面となる側を順次切断して分けられた相隣れる切刃チップの対向する両面間に飛び出し防止を可能とする方向に凸条と凹条とを対として同時に形成するものである。
上述の製造方法によれば、先ずチップブレーカの段差加工のみを所定間隔にて素材に施すため作業を効率的に行うことができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
多結晶ダイヤモンド(PCD)焼結体や立方晶窒化硼素(CBN)焼結体等の高硬度層1を超硬合金などの硬質基体2の片面全面に一体焼結して高硬度焼結体3とする。
例えば多結晶ダイヤモンド(PCD)焼結体の高硬度層1と超硬合金の硬質基体2とを一体焼結するには四万気圧1400℃の高圧高温度下にて長時間焼結作業を行うことになり、硬質基体2の厚みを厚くするとプレス型への挿入枚数が少なくなり、同時製作数を増すことが出来ず、且つ特別発注の製造となるため一個当たりの製造価格が非常に高くなる。
【0013】
そこで通常は硬質基体2の厚みを薄くして硬質基体2の高硬度層1と反対側の面に硬質基体2よりも大きい裏打ち材4をろう付け等により接合して図1に示す切刃チップ用の一次素材5を作成する。裏打ち材4としては比較的安価な超硬合金または鋼材を用いる。そして高硬度層1を横切る方向に放電ワイヤカットにて切刃チップ用の一次素材5を切断し、図2に示す二次素材である直方体6を切り出す。その後放電ワイヤカットで切刃チップのすくい角+逃げ角の角度で斜めに直方体6を切断して図3に示す切刃チップ7を切り出す。
【0014】
先ず図2の仮想線6aに沿って高硬度層1を上記の角度で横切る方向に放電ワイヤカットにて途中位置まで切断し、チップブレーカとなる段差7aを形成する。チップブレーカとなる段差7a形成時に高硬度層1の上面と放電ワイヤカットによる切断面とによってなる稜線が切刃7fとして作用する。この切刃7fは基本的に放電ワイヤカットによる切断状態のまま切削加工に供するが、必要に応じて切刃7fを研磨で研ぎ直すこともある。
【0015】
その後切刃チップ7の厚みを形成するため図2の仮想線6bに沿って再度高硬度層1の上面から途中仮想線6aの屈曲端を経過して放電ワイヤカットにて斜めに直方体6を下方まで切断する。そしてこの下方までの切断時に切断面で分けられる切刃チップの対向する面となる切刃チップ7のおもて面7bと裏面7cの同じ関係位置に切刃7fと平行に凹条7dと凸条7eとを相隣る切刃チップと組み合わせ係合させた状態で対として同時に形成させ、この切断を直方体6に順次施して切刃チップ7を複数枚連続して切り出す。凸条・凹条を切刃7fと平行に形成することにより、切刃チップをフライス本体8に装着したときの切刃の半径方向の位置が規定され、切刃の出入りを一定にすることができる。
【0016】
切刃チップ7のフライス本体8への取り付け状態の一例を図4に示して説明する。
切刃チップ7は木工機械用のフライス本体8に設けられた刃物溝8aの段部8bに載せられ、裏座9を介してボルト10により刃物溝8aの側壁面8cに押し付けられ、側壁面8cと裏座9とにより挟持されている。ここで切刃チップ7のおもて面7bはフライス本体8の側壁面8cと接触する面をいい、反対側の面を裏面7cという。
【0017】
裏座9はフライス本体8の中心側の寸法が大きくなった形状をしていて、半径方向に傾斜面9aを有している。そしてこの傾斜面9aをフライス本体8に螺装したボルト10によって押圧しているため裏座9はフライス本体8が回転した場合に飛び出すことはない。
裏座9には切刃チップ7の凸条7eと干渉しないように逃げ溝9bが設けられていて、凸条7eはこの逃げ溝9b内に入り込み、凸条7eの突出開始上端位置が逃げ溝9bの上側の内側壁面9cに当接している。そして裏座9がボルト10により傾斜面9aを押され、裏座9がフライス本体8の中心側に付勢されていることになり当接位置にがたを生じることはない。
従ってフライス本体8が回転したとき凸条7eが逃げ溝9bと係合した状態となり、切刃チップ7が飛び出すことを防止している。
【0018】
更に切刃チップ7のおもて面7bと裏面7cとに形成する凹条7dと凸条7eは切刃7fに平行でなくてもよく、飛び出し防止の作用を有する方向であれば方向は限定されない。またおもて面7b内と裏面7c内の任意位置に形成することができる。 更に凸条7eと凹条7dはいずれを切刃チップ7のおもて面7bに形成してもよく、いずれを裏面7cに形成してもよい。
凸条7eと凹条7dの対は複数であってもよい。
その他に切刃チップ7のおもて面7bと裏面7cとに凹条7dと凸条7eとを形成することが可能ならば実施例のように裏打ちした素材を用いずに裏打ち材4を接合しない素材を用いることができる。
【0019】
尚上記説明では基本的に高硬度層1側から放電ワイヤカットにて切断を行うものとして述べたが、裏打ち材4側から切断を行うことも可能である。
また素材の高硬度層は複数層、例えば上下面にあってもよい。これによりリバーシブルな切刃チップが得られる。
【0020】
【発明の効果】
本発明の切刃チップは上述のように構成されているので、請求項1の切刃チップは切刃チップ自体のおもて面と裏面の凹条と凸条をフライス本体に係合させることにより、素材から切り出し後の切刃チップをただちに木工機械用のフライス本体に取り付けることが出来る。すなわち素材から切り出し後、フライス本体への取り付け用に切刃チップへ追加工を施す必要がない。そして凹条または凸条により切刃チップをフライス本体に取り付ける場合の基準とすることができる。更に凹条または凸条により切刃チップがフライス本体から飛び出すことを防止することが出来る。
【0021】
請求項2の製造方法は上述のようであるので、素材を無駄にすることなく、また切刃部と飛び出し防止用の凸条・凹条が同時に形成され、更に切刃チップの裏面とおもて面とを同時に切断加工できるので経済的であり、かつ放電ワイヤカットのみにて製造することによる製造工程の減少で効率的に製造することができる。
【0022】
請求項3の製造方法はチップブレーカを有する切刃チップが素材を放電ワイヤカットするのみで形成されるため、製造設備が少なくてよく、製造が容易である。
【0023】
請求項4の製造方法は、先ず切刃チップを切り出して、素材端面にチップブレーカの段差を設けるため、チップブレーカの段差加工時に相隣れる切刃チップの表面を損傷することがない。
【0024】
請求項5の製造方法は、先ずチップブレーカの段差加工のみを所定間隔にて素材に施すため、作業を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の切刃チップの一次素材を示す説明図である。
【図2】本発明の切刃チップを切り出す状態を示す説明図である。
【図3】本発明の切刃チップ単体を示す説明図である。
【図4】本発明の切刃チップの取り付け状態の説明図である。
【図5】従来技術の切刃チップの一次素材を示す説明図である。
【図6】従来技術の切刃チップを切り出す状態を示す説明図である。
【図7】従来技術の切刃チップ単体を示す説明図である。
【図8】従来技術の切刃チップを丸鋸の刃体に取り付けた状態を示す説明図である。
【図9】従来技術の切刃チップに孔を追加工した状態に示す説明図である。
【図10】従来技術の切刃チップに凹条を追加工した状態を示す説明図である。
【符号の説明】
1 高硬度層
5 一次素材
7 切刃チップ
7a 段差
7b おもて面
7c 裏面
7d 凹条
7e 凸条
7f 切刃
Claims (5)
- 少なくとも一層の高硬度層を有する素材を放電ワイヤカットにて前記高硬度層と一定角度を以て横切る方向に切断して形成した切刃チップの前記高硬度層と切断面とによる少なくとも一個所の稜線に切刃を形成するとともに、おもて面と裏面に飛び出し防止を可能とする方向に設けられた凹条と凸条とが対として形成されことを特徴とする切刃チップ。
- 少なくとも一層の高硬度層を有する素材を順次放電ワイヤカットにて前記高硬度層と一定角度を以て横切る方向に切断して切刃チップを複数枚連続して切り出すときに、前記切刃チップの前記高硬度層と切断面とによる少なくとも一個所の稜線に切刃を形成するとともに、切断面で分けられた相隣れる切刃チップの対向するおもて面と裏面とに飛び出し防止を可能とする方向に凹条と凸条とを対として同時に形成したことを特徴とする切刃チップの製造方法。
- 少なくとも一層の高硬度層を有する素材を順次放電ワイヤカットにて前記高硬度層と一定角度を以て横切る方向に切断して切刃チップを複数枚連続して切り出すときに、先ず切刃チップの裏面となる側に前記高硬度層を含む部分にチップブレーカとなる段差を形成して前記高硬度層と前記チップブレーカの切断面とによる稜線に切刃を形成し、次いで形成された段差の素材内部端を経過して切刃チップの裏面となる側を放電ワイヤカットにて切断して分けられた相隣れる切刃チップの対向するおもて面との間に飛び出し防止を可能とする方向に凸条と凹条とを対として同時に形成することを特徴とする切刃チップの製造方法。
- 少なくとも一層の高硬度層を有する素材を順次放電ワイヤカットにて前記高硬度層と一定角度を以て横切る方向に切断して切刃チップを複数枚連続して切り出すときに、先ず切刃チップの裏面となる側を放電ワイヤカットにて切断して分けられた相隣れる切刃チップの対向するおもて面との間に飛び出し防止を可能とする方向に凸条と凹条とを対として同時に形成し、次いで切刃チップの裏面となる側に前記高硬度層を含む部分にチップブレーカとなる段差を形成し前記高硬度層と前記チップブレーカの切断面とによる稜線に切刃を形成することを特徴とする切刃チップの製造方法。
- 少なくとも一層の高硬度層を有する素材を順次放電ワイヤカットにて前記高硬度層と一定角度を以て横切る方向に切断して切刃チップを複数枚連続して切り出すときに、先ず切刃チップでチップブレーカの段差となる部分の切断のみを素材の前記高硬度層側に所定間隔にて行い、次いで前記段差切断の素材内部端を経過して切刃チップの裏面及びおもて面となる側を順次切断して分けられた相隣れる切刃チップの対向する両面間に飛び出し防止を可能とする方向に凸条と凹条とを対として同時に形成することを特徴とする切刃チップの製造方法。
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